一種粉末冶金軸承材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金軸承材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：W5.2-5.5、Co2.1-2.3、Ni5.7-5.9、Ti1.2-1.5、B0.2-0.5、Fe72-75、硅3.2-3.5、石墨1.2-1.4、錳1.7-1.9、鉻5.2-5.6、硬酯酸鋅2.3-2.5、微晶蠟1.2-1.4、碳化鎢0.4-0.5、TiC0.2-0.4、助劑1-2；本發(fā)明原料中增加石墨，增加了軸承的耐磨性與潤滑性，制造的軸承組織致密，微觀結(jié)構(gòu)良好，孔隙很少，結(jié)構(gòu)剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)良；由于本發(fā)明Ni的加入提高了合金的韌性和彈性模量，這對保障軸承產(chǎn)品幾何穩(wěn)定性有突出作用。
【專利說明】一種粉末冶金軸承材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種粉末冶金軸承材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。粉末冶金結(jié)構(gòu)件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結(jié)構(gòu)組分，并且在相當(dāng)大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在力學(xué)性能上能達(dá)到與鋼件匹配的效果。
[0003]軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。1976年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標(biāo)準(zhǔn)，將軸承鋼分為:全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個鋼號。一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1.5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。但當(dāng)鉻含量超過1.65%時，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種防銹性好、耐磨性高、硬度大的粉末冶金軸承材料及其制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種粉末冶金軸承材料，由下列重量份的原料制成:W5.2-5.5、Co2.1-2.3、Ni5.7-5.9、Til.2-1.5, B0.2-0.5、Fe72_75、硅 3.2-3.5、石墨 1.2-1.4、錳 1.7-1.9、鉻 5.2-5.6、硬酯酸鋅 2.3-2.5、微晶蠟 1.2-1.4、碳化鎢 0.4-0.5、TiC0.2-0.4、助劑 1-2 ；
所述助劑由下列重量份的原料制成:鐵粉3-4、氧化鋅1-2、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1-2、高嶺土 2-3、聚乙烯醇2-3、碳纖維1-2、硫酸亞鐵2_3、三聚磷酸鈉1_2、云母粉3_4、交聯(lián)劑TAIC1-2、硬脂酸鋅1-2。制備方法是將鐵粉、氧化鋅、硫酸亞鐵、三聚磷酸鈉、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時，即得。
[0006]本發(fā)明所述粉末冶金軸承材料，由以下具體步驟制成:
(1)將評、(:0、祖、11、8、？6、錳、鉻混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在6-8Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下550-650°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(I)、(2)物料在52-56°C下混合攪拌均勻60-90分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8°C/分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)2-3小時；然后以5-7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時；然后，再以10_12°C /分鐘速率降溫至725-750°C，保溫1-2小時后，再以再以8_10°C /分鐘速率降溫至320_340°C，保溫2-3小時后，空氣中緩冷至室溫。
[0007]本發(fā)明原料中增加石墨，增加了軸承的耐磨性與潤滑性，制造的軸承組織致密，微觀結(jié)構(gòu)良好，孔隙很少，結(jié)構(gòu)剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)良；由于本發(fā)明Ni的加入提高了合金的韌性和彈性模量，這對保障軸承產(chǎn)品幾何穩(wěn)定性有突出作用。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面通過具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]一種粉末冶金軸承材料，由下列重量份的原料制成:W5.2、Co2.1、Ni5.7、Til.2、B0.2、Fe72、硅3.2、石墨1.2、錳1.7、鉻5.2、硬酯酸鋅2.3、微晶蠟1.2、碳化鎢0.4,TiC0.2、助劑I ;
所述助劑由下列重量份(公斤)的原料制成:鐵粉4、氧化鋅2、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1、高嶺土 3、聚乙烯醇3、碳纖維1、硫酸亞鐵3、三聚磷酸鈉1、云母粉3、交聯(lián)劑TAIC2、硬脂酸鋅I。制備方法是將鐵粉、氧化鋅、硫酸亞鐵、三聚磷酸鈉、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時，即得。本發(fā)明所述粉末冶金軸承材料，由以下具體步驟制成:
(1)將W、Co、N1、T1、B、Fe、錳、鉻混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在6-8Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下550-650°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(I)、(2)物料在52-56°C下混合攪拌均勻60-90分鐘后，裝入模具，壓制成
坯；
(4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8°C/分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)2-3小時；然后以5-7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時；然后，再以10_12°C /分鐘速率降溫至725-750°C，保溫1-2小時后，再以再以8_10°C /分鐘速率降溫至320_340°C，保溫2-3小時后，空氣中緩冷至室溫。 [0010] 經(jīng)過檢測，本發(fā)明軸承的硬度:HRC66 ;抗拉強(qiáng)度:1590MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末冶金軸承材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:W5.2-5.5、Co2.1-2.3、Ni5.7-5.9、Til.2-1.5、B0.2-0.5、Fe72_75、硅 3.2-3.5、石墨 1.2-1.4、錳1.7-1.9、鉻 5.2-5.6、硬酯酸鋅 2.3-2.5、微晶蠟 1.2-1.4、碳化鎢 0.4-0.5、TiC0.2-0.4、助劑 1-2 ； 所述助劑由下列重量份的原料制成:鐵粉3-4、氧化鋅1-2、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1-2、高嶺土 2-3、聚乙烯醇2-3、碳纖維1-2、硫酸亞鐵2_3、三聚磷酸鈉1_2、云母粉3_4、交聯(lián)劑TAIC1-2、硬脂酸鋅1-2 ； 制備方法是將鐵粉、氧化鋅、硫酸亞鐵、三聚磷酸鈉、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950°C下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1-2小時，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述粉末冶金軸承材料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將W、Co、N1、T1、B、Fe、錳、鉻混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在6-8Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下550-650°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時，將燒結(jié)后的物料粉碎后過200-400目篩； (2)將其它剩余成分混合均勻； (3)將步驟(I)、(2)物料在52-56°C下混合攪拌均勻60-90分鐘后，裝入模具，壓制成坯； (4)將壓坯放在燒結(jié)爐中，以6-8°C/分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)2-3小時；然后以5-7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時；然后，再以10_12°C /分鐘速率降溫至725-750°C，保溫1-2小時后，再以再以8-10°C /分鐘速率降溫至320_340°C，保溫2-3小時后，空氣中緩冷至室溫。
【文檔編號】B22F1/00GK103537668SQ201310472062
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】黃浩 申請人:蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司